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基于低维纳米材料的光电探测尤其是紫外探测领域,具有高性能、低成本、低功耗等特点,是纳米光电子材料与器件领域的研究热点。一维氧化锌(ZnO)纳米线阵列能够兼顾响应度和响应时间,同时可以结合纳米材料的属性和薄膜器件加工工艺,展现出良好的应用前景。但是,纳米线的晶体质量和合理的器件设计,仍是决定ZnO纳米紫外探测的关键因素。因此,本论文着眼于高性能ZnO纳米线阵列紫外光电探测器的设计、制备和表征,研究工作主要围绕着两个方面展开：ZnO纳米阵列的可控制备,探索不同实验条件对ZnO纳米阵列生长的影响,以及ZnO纳米阵列的尺寸调控规律；制备单根ZnO纳米线紫外探测器件,采用Ag贵金属修饰方法研究等离子体共振效应对其紫外光电探测性能的增强效应,并进一步推广到ZnO纳米线阵列器件上,实现了Ag纳米颗粒修饰增强型ZnO纳米阵列紫外探测,探讨局域表面等离子体效应对ZnO紫外响应增强机理。本文主要开展了以下方面的研究：1.分别采用溶液法和化学气相沉积法,在氮化镓(GaN)基底上实现了ZnO纳米阵列的可控制备,并确定了优化工艺条件。首先采用溶液法制备ZnO纳米阵列,详细探讨了反应物的浓度、反应温度、反应时间、种子层以及GaN晶体结构对ZnO纳米阵列的影响：为了进一步实现ZnO纳米阵列的可控制备与形貌优化,采用化学气相沉积法,分别探索了Au催化剂的厚度、反应物的总量和反应过程中系统的真空压力这三个实验因素对产物形貌的影响。此外,通过化学气相沉积法,并根据VLS和VS生长机制的竞争关系,实现了ZnO纳米片和纳米带的合成。2.采用XRD、SEM、TEM、PL光谱和拉曼散射等测试手段,分析了化学气相沉积法所制备的ZnO纳米阵列,结果显示所制备的ZnO纳米阵列具有较高的结晶质量,较大的比表面积,在空气中晶体表面具有氧气离子吸附。基于大面积垂直生长的ZnO纳米阵列,我们设计了两种结构的紫外光电探测器,分别测试了其紫外光响应性能。分析发现,表面氧离子对ZnO纳米阵列的性能具有重要影响。相对于PMMA包覆的器件A,有氧离子参与的器件B响应度提升161%,开关比提高29倍,响应时间从3.8 s降低至0.32s,恢复时间更是从33.72s降低至3.02s,各项性能指标均得到大幅提高。3.利用化学气相沉积法,制备了超长的ZnO纳米线,并基于此构筑了单根ZnO纳米线的紫外光电探测器,对比研究Ag纳米颗粒修饰后ZnO纳米线紫外探测性能的变化规律,提出Ag纳米颗粒的局域表面等离子体效应增强ZnO紫外光电探测性能机理模型。进一步构筑了Ag纳米颗粒局域表面等离子体效应增强型ZnO纳米阵列紫外探测器,器件的响应度从81.25 A/W提升至176.5 A/W,响应时间从320 ms降低至80ms(偏压5 V)。研究表明,器件性能的提升,主要来源于Ag纳米颗粒修饰后的金属-半导体异质结和局域表面等离子体共振效应。此外,该类型器件可在1V偏压的非饱和状态快速响应,器件的响应时间缩短至1.13 ms,恢复时间为1.57 ms,响应度为48mA/W。以上的研究结果显示了局域表面等离子体共振效应,可以大幅提高ZnO紫外探测器的响应度和响应时间等关键参数指标,具有重要的应用前景。